Fametahana amin'ny laser - Ny fiantraikan'ny masontsivana fihozongozonana amin'ny fametahana amin'ny laser amin'ny alalan'ny "ARM" azo amboarina amin'ny "Alloys"

Fametahana amin'ny laser - Ny fiantraikan'ny masontsivana fihozongozonana amin'ny fametahana amin'ny laser amin'ny alalan'ny "ARM" azo amboarina amin'ny "Alloys"

1. Famintinana

Ity fandalinana ity dia mikaroka ny fiantraikan'ny amplitude sy ny frequence-n'ny oscillation amin'ny kalitaon'ny surface, ny macro sy microstructures, ary ny porosity amin'ny adjustable ring mode (ARM).laser oscillating weldingTakelaka vita amin'ny aliminioma A5083. Ny valiny dia mampiseho fa miaraka amin'ny fitomboan'ny amplitude sy ny fatran'ny oscillation, dia mihatsara ny kalitaon'ny velaran'ny laso. Rehefa mitombo ny amplitude, dia miova avy amin'ny endrika "goblet" ho endrika "crescent" ny fizarana laso. Ny fanadihadiana mikrostruktura dia manondro fa ny haben'ny voam-bary amin'ny laso dia tsy mihena miaraka amin'ny fitomboan'ny amplitude sy ny fatran'ny oscillation noho ny fifaninanana eo amin'ny vokatry ny fikororohana sy ny fihenan'ny tahan'ny fampangatsiahana. Mihena ny porosity laso miaraka amin'ny fitomboan'ny masontsivana oscillation, mahatratra porosity farany 0.22% rehefa 2 mm ny amplitude. Ny tomografia X-ray telo dimensions dia manamafy bebe kokoa ny fiantraikan'ny oscillation amin'ny fizarana masontsivana: ny masontsivana lehibe dia mirona hiangona ao ambadiky ny dobo mitsonika, raha ny masontsivana kely kosa dia mampiseho symmetry tsara kokoa. Ity fikarohana ity dia manome hevi-baovao sarobidy ho an'ny fanatsarana ny masontsivana oscillation mba hahazoana laso laser avo lenta amin'ny fampiharana aliminioma A5083.

2 Mombamomba ny indostria

Ny firaka aliminioma dia manana tombony amin'ny maha-maivana azy, tanjaka avo lenta, ary fanoherana tsara ny harafesina, ary ampiasaina betsaka amin'ny indostrian'ny fiara, lalamby haingam-pandeha, aerospace ary indostria hafa. Ny fametahana laser dia manana tombony amin'ny fahombiazana avo lenta, faritra kely voakasiky ny hafanana, ary fiovaovan'ny endrika kely amin'ny fametahana. Noho izany,Fomba fanamboarana lasitra ara-toekarena mety amin'ny takelaka matevina ny fanaovana lasitra amin'ny laser, izay afaka mampihena be ny isan'ny fandalovan'ny laso. Ny porosity dia lesoka lehibe amin'ny laso amin'ny laser amin'ny firaka aluminium, izay misy fiantraikany lehibe amin'ny toetra mekanika amin'ny tonon-taolana laso. Noho izany, dia nisy fanadihadiana lalina natao mba hampihenana sy hanafoanana ny fiforonan'ny porosity, anisan'izany ny fanatsarana ny entona miaro, ny fampiharana ny teknolojia roa-taratra, ny fampiasana rafitra herinaratra laser voafehy, ary ny fampiasana fomba taratra oscillating. Ny teknolojia laso oscillating laser dia miavaka amin'ny fahafahany mampifangaro ny tombony azo amin'ny laso amin'ny toetrany manokana. Ny fampiasana laso oscillating laser dia tsy vitan'ny hoe mampihena ny porosity fa manatsara ny microstructure amin'ny laso ary manatsara ny kalitaon'ny laso. Maro ny fanadihadiana nifantoka indrindra tamin'ny lafiny samihafa amin'ny laso oscillating laser, anisan'izany ny fampihenana ny porosity, ny fanatsarana ny fizarana angovo, ny fanatsarana ny rafitry ny voa, ary ny famaritana ny fikorianan'ny melt ao amin'ny dobo melt. Ny fizarana ny angovo laser dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny fizarana ny mari-pana sy ny halaliny miditra amin'ny laso laser. Amin'ny amplitude oscillation sasany, miaraka amin'ny fitomboan'ny matetika scanning, ny fizotran'ny laso dia mifindra avy amin'ny laso fidirana lalina mankany amin'ny laso tsy marin-toerana, ary farany amin'ny laso fitarihana hafanana. Ny valiny dia mampiseho fa ny fampitomboana ny amplitude sy ny fatran'ny scanning dia afaka mampihena ny porosity, saingy mampihena be ihany koa ny halaliny miditra amin'ny laso, ka mampihena ny toetra mekanika amin'ny laso. Tato anatin'ny taona vitsivitsy, dia novolavolaina ny laser "adjustable ring mode" (ARM), izay mizara ny angovon'ny laser ho fototra misy hakitroky angovo avo lenta sy peratra misy hakitroky angovo ambany, mikendry ny hampiorina ny lavaka fanalahidy sy hanatsara ny kalitaon'ny laso. Nampiasa laso oscillating laser ARM ireo mpikaroka mba hanasana firaka aluminium matanjaka 6xxx eo ambanin'ny tahan'ny herin'ny fototra/peratra sy ny sakany oscillation samihafa. Ny valin'ny andrana dia mampiseho fa ny anton-javatra lehibe misy fiantraikany amin'ny jeometrika laso dia ny sakany oscillation, fa tsy ny tahan'ny herin'ny fototra-peratra. Na izany aza, ny fizarana pore sy ny mekanisma fanakanana azy eo ambanin'ny superposition an'ny oscillation sy ny laser ARM dia tsy mbola nodinihina. Ato amin'ity lahatsoratra ity, dia nampiharina ny teknolojia laso oscillating laser ARM vaovao mba hampihenana ny porosity amin'ny laso, hahazoana halaliny miditra ambony kokoa ary kalitaon'ny laso tsara kokoa. Natao ny fanadihadiana feno momba ny fizarana angovon'ny laser, ny fitondran-tena dinamikan'ny dobo miempo, ary ny microstructure eo ambanin'ny fatran'ny oscillation sy amplitudes samihafa.

3. Tanjona sy fomba fiasa amin'ny fanandramana

Nampiasaina handrendrehana firaka aliminioma ny teknolojia fandrendrehana amin'ny alalan'ny laser boribory. Ny akora fototra (BM) dia firaka aliminioma 5083-O izay mirefy 300mm × 100mm × 5mm (halavany × sakany × hateviny), ary aseho amin'ny tabilao ny firafiny simika. Talohan'ny fandrendrehana, dia nopolesina ireo santionany mba hanesorana ny sarimihetsika oksida ambonin'ny tany, avy eo dia nodiovina tamin'ny acétone tao anaty koveta ultrasonic nandritra ny 15 minitra mba hanesorana ny menaka ambonin'ny tany. Nyrafitra fanendasana laserNy ankamaroany dia ahitana robot Kuka, laser kapila TruDisk 8001, ary scanner galvanometer PFO 3D. Ny laser kapila TruDisk 8001 no nampiasaina ho loharanon'ny laser amin'ny fomba peratra azo amboarina, miaraka amin'ny tahan'ny fibre fototra/peratra 100/400 μm ary hery avo indrindra 8 kW (halavan'ny onjam-peo 1030 nm, masontsivana kalitaon'ny taratra 4.0 mm·rad). Ny taratra laser dia ahitana ampahany fototra sy ampahany peratra, izay ny laser ao amin'ny ampahany fototra afovoany dia mamorona lavaka fanalahidy (60% amin'ny angovo laser), ary ny laser ao amin'ny ampahany peratra dia miantoka ny fizarana mari-pana tsara (40% amin'ny angovo laser), araka ny aseho amin'ny Sary (b). Ny halavan'ny fifantohana amin'ny collimator sy ny family mifantoka dia 138 mm sy 450 mm tsirairay avy. Nandritra ny fizotran'ny fanendasana, dia nampiasaina ny fakantsary haingam-pandeha Phantom V1840 sy ny loharanon-jiro avo lenta Cavilux mba hanaraha-maso ny fizotran'ny fanendasana amin'ny fotoana tena izy, miaraka amin'ny hafainganam-pandeha fitifirana 5000 fps sy fotoana fiposahan'ny hazavana 1 μs. Ato amin'ity fandalinana ity, ny lalan'ny fihovitrovitra boribory, ny lalan'ny fihetsehan'ny laser, ary ny hafainganam-pandeha eo no ho eo dia faritana araka ny aseho amin'ny sary.

4 Vokatra sy Fifanakalozan-kevitra

4.1 Toetran'ny Endriky ny Laso Aseho amin'ny sary ny endriky ny velaran'ny Laso amin'ny fomba fihozongozonana laser samihafa. Ny valiny dia mampiseho fa ny velaran'ny Laso amin'ny Laso mahazatra dia mikitoantoana (78.01 μm ny haratony), miaraka amin'ny fitohizan'ny onja laso tsy dia tsara ary tsy ampy ny fiparitahan'ny Laso. Hita ihany koa ny tsy fahampian'ny fiforonan'ny Laso, ny fiparitahana be loatra, ary ny fahatapahana ambany. Miaraka amin'ny fitomboan'ny amplitude sy ny fatran'ny fihozongozonana, ny velaran'ny Laso dia mampiseho kirany trondro matevina sy mitovy. Ny haratoan'ny velaran'ny Laso misy amplitude fihozongozonana 0.5 mm, 1 mm, ary 2 mm dia 80.71 μm, 49.63 μm, ary 31.12 μm tsirairay avy. Tsy misy tsy fanarahan-dalàna na fisongadinana vokatry ny fiparitahana. Ny valiny dia manondro fa ny fatran'ny fihozongozonana ambony kokoa dia mitarika ho amin'ny fikorianan'ny dobo miempo tsy tapaka kokoa, ny fiantraikan'ny taratra laser matanjaka kokoa, ary ny velaran'ny Laso tsara kokoa. Amin'ny ankapobeny, ny endriky ny Laso laser dia mifandray amin'ny fihetsehan'ny taratra laser. Mandritra ny fanaovana "soudure", ny fiovan'ny amplitude sy ny frequence-n'ny oscillation dia manova ny hafainganam-pandehan'ny "soudure", ka misy fiantraikany amin'ny hakitroky ny angovo linear sy ny hafanana manontolo miditra amin'ny laser. Ny endriky ny "soudure" amin'ny "soudure" dia miendrika "goblet", misy faritra roa: ny ambany dia ny "tahon", ary ny ambony dia ny "bowl". Ny halaliny miditra sy ny "tahon" dia faritana ho H1 sy H2, tsirairay avy, ary ny sakany amin'ny "soudure" ("bowl") sy ny "tahon" dia faritana ho W1 sy W2, tsirairay avy. Samy mitombo miaraka amin'ny fitomboan'ny amplitude-n'ny oscillation ny sakany W1 sy W2, ary miova tsikelikely avy amin'ny endrika "goblet" ho amin'ny endrika "crescent" ny endriky ny "soudure". Ny hakitroky ny angovo laser ambony indrindra dia miseho eo amin'ny "trajectory overlap". Raha ampitahaina ny Sary (b, d) sy (c, e), dia hita fa ny fitomboan'ny frequence-n'ny "scanning" dia hampitombo ny velaran'ny "trajectory overlap" eo amin'ny lalan'ny "scanning", ka mahatonga ny fizarana angovo laser ho mitovy kokoa. Na izany aza, ny fihenan'ny hakitroky ny angovo ambony indrindra dia hitarika amin'ny fihenan'ny halaliny "soudure".

4.2 Fitondran-tenan'ny Dobo Rendrika Mba hanazavana ny fiantraikan'ny lalan'ny fitiliana amin'ny fitondran-tenan'ny dobo rendrika, dia nampiasaina rafitra fakan-tsary haingam-pandeha mba handinihana ny fizotran'ny fivoaran'ny dobo rendrika sy ny lavaka fanalahidy. Ny sary (a) dia mampiseho ny fizotran'ny fivoaran'ny dobo rendrika eo ambanin'ny lalana mahitsy. Ny sary (bf) dia ny kisarisary fivoaran'ny dobo rendrika eo ambanin'ny masontsivana fihozongozonana samihafa. Miaraka amin'ny fitomboan'ny matetika sy ny amplitude fihozongozonana, dia mihodinkodina kokoa ny tapany aoriana amin'ny dobo rendrika noho ny fivelaran'ny sakany. Rehefa mitombo ny halavan'ny dobo rendrika, dia mihena ny fiovaovan'ny ety ambonin'ny lavaka fanalahidy mandritra ny fiparitahana miverina. Noho izany, dia mivaingana tsara sy tsy tapaka eo amin'ny faran'ny dobo rendrika ny metaly ranoka rendrika, ka mamorona kirany trondro mitovy sy matevina. Ny sary dia mampiseho ny fiovan'ny faritra fisokafan'ny lavaka fanalahidy mandritra ny fandrendrehana laser, izay nalaina avy amin'ny sary haingam-pandeha amin'ny dobo rendrika. Araka ny aseho amin'ny Sary (a), mandritra ny fandrendrehana mahitsy, ny haben'ny fisokafan'ny lavaka fanalahidy dia mampiseho fiovaovana miharihary. Nisy tranga maromaro nahitana fanakatonana lavaka fanalahidy (0 mm²), miaraka amin'ny velaran-tany fisokafan'ny lavaka fanalahidy antonony 0.47 mm². Ny fitomboan'ny amplitude oscillation dia afaka mampihena ny fiovaovana sy manatsara ny fahamarinan-toerana. Izany dia satria amin'ny oscillating welding, ampahany betsaka amin'ny angovo no zaraina amin'ny andaniny roa. Noho izany, mivelatra ny fivoahan'ny lavaka fanalahidy, ary mitombo ny amplitude oscillation, ka mampitombo ny velaran-tany fisokafana. Ny fitomboan'ny amplitude dia manitatra ny elanelan'ny fihetsehan'ny taratra laser, izay mitarika amin'ny fanitarana ny radius amin'ny fihetsehana miverimberina amin'ny lavaka fanalahidy. Noho ny viskoziten'ny metaly mitsonika sy ny tsindry hydrodynamic miasa akaikin'ny rindrin'ny lavaka fanalahidy, dia mitranga ny fihetsehan'ny eddy courant ao amin'ny dobo mitsonika amin'ny welding akaikin'ny fisokafan'ny lavaka fanalahidy. Ny fanitarana ny velaran-tany fisokafan'ny lavaka fanalahidy dia mampitombo ny fahamarinan-toerana, misoroka ny fiforonan'ny bubbles, ary noho izany dia manakana be ny porosity.

4.3 Rafitra bitika Ity sary ity dia mampiseho ny endriky ny EBSD amin'ny fizarana laso eo ambanin'ny hatetika sy ny amplitude samihafa. Eo akaikin'ny tsipika fusion amin'ny laso laser, mitombo mankany amin'ny foibe laso ny voam-dendrite tsanganana. Araka ny aseho amin'ny Sary (a), eo anelanelan'ny faritra "vilia" sy "tahon", dia hita fa misy fahasamihafana miharihary eo amin'ny fizarana voam-bary tsanganana. Mizara endrika U manaraka ny rindrin'ny "vilia" ny voam-bary tsanganana, raha toa kosa ka mizara endrika U manaraka ny tsipika fusion ny voam-bary tsanganana ao amin'ny faritra "tahon". Mandritra ny fanamafisana ny laso, ny voam-bary mivaingana ampahany ao amin'ny faritra fusion dia miasa ho toerana fananganana ny anoloana ary mitombo mifanitsy amin'ny sisin'ny dobo mitsonika manaraka ny lalana mankany amin'ny gradient mari-pana ambony indrindra. Mitranga ity tranga ity satria ny hakitroky ny herin'ny laser avo dia mitarika ho amin'ny hafanana be loatra ao anatin'ny dobo laso. Ny gradient mafana G ambony kokoa sy ny tahan'ny fitomboana antonony R dia mahatonga ny G/R ho lehibe kokoa noho ny tokonam-baravarana ho an'ny fiovan'ny rafitra bitika, ka miteraka fiforonan'ny voam-bary tsanganana. Mihena ny fiovaovan'ny mari-pana G eo amin'ny foiben'ny laso, ka mahatonga ny tahan'ny G/R hidina tsikelikely ambanin'ny tokonam-baravaran'ny fiovan'ny microstructure, ka hifindra ho amin'ny voa mitovy lenta. Ny voa mitovy lenta dia hita eo amin'ny faritra afovoan'ny "vilia" sy ny "tahon". Satria tery sy akaikin'ny akora fototra ny "tahon'ny laso, dia mivaingana tanteraka alohan'ny faritra "vilia" izy io mandritra ny fampangatsiahana. Ny ampahany "tahon" mivaingana dia miasa ho toy ny toerana fananganana nokleary eo amin'ny faran'ny "vilia", mampiroborobo ny fitomboan'ny voa tsanganana miakatra. Ny sary dia mampiseho ny fizotran'ny laso mahitsy sy mihozongozona. Aseho fa ny fiovan'ny toerana misy ny taratra laser tsy tapaka amin'ny laso mihozongozona laser dia hampitombo ny halavan'ny dobo miempo antonony, ka handrendrika indray ny metaly efa mivaingana, ka hiteraka fihenan'ny tahan'ny fitomboan'ny voa r. Izany dia mety hitarika fihenan'ny G/R ao amin'ny faritra ambany amin'ny voa mitovy lenta.

4.4 Fizarana Porosity Nampiasaina ny tomografia X-ray telo refy mba hanaovana fizahana feno ny laso, hahazoana ny fizarana telo refy amin'ny mason-koditra ao amin'ny laso, araka ny aseho amin'ny sary. Ny porosity dia kajy ho toy ny habetsaky ny mason-koditra manontolo zaraina amin'ny habetsaky ny laso manontolo. Amin'ny fampitahana ny endriky ny mason-koditra sy ny fizarana ny laso mahitsy amin'ny laser oscillating sy ny laso boribory, dia hita fa ny laso mahitsy amin'ny laser oscillating dia misy mason-koditra lehibe kokoa, miaraka amin'ny porosity 2.49%, izay ambony lavitra noho ny an'ny boribory.laso mihodinkodina amin'ny laserAmin'ny fampitahana ny Sary (b, c) sy (d, e), dia hita fa ny fampitomboana ny fatran'ny fihozongozonana dia manampy amin'ny fanakanana ny fiforonan'ny mason-koditra. Raha ampitahaina ny Sary (b, d) sy (c, e), dia hita fa ny fitomboan'ny amplitude oscillation dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny fanakanana ny fiforonan'ny mason-koditra. Rehefa ampitomboina hatrany amin'ny 2 mm ny amplitude oscillation (Sary (f)), dia mihena hatrany amin'ny 0.22% ny porosity, ka mamela mason-koditra kely sy kely ihany. Ny sary dia mampiseho ny fizarana ny velaran'ny mason-koditra amin'ny halavirana samihafa avy amin'ny afovoan'ny laso, izay maneho ny porosity mifototra amin'ny haben'ny velaran'ny mason-koditra. Ho an'ny laso mahitsy, ny velaran'ny mason-koditra dia mizara mitovy amin'ny afovoan'ny laso, ary mihena tsikelikely miaraka amin'ny fitomboan'ny halavirana avy amin'ny afovoan'ny laso. Ny valiny dia mampiseho fa ny mason-koditra vokatry ny lavaka fanalahidy dia mifantoka indrindra ao ambadiky ny dobo mitsonika eo amin'ny afovoan'ny laso. Ho an'ny laso oscillating laser, dia mihamalemy ny simetrian'ny fizarana mason-koditra. Ny sary dia mampiseho ny velaran'ny mason-koditra amin'ny halavirana samihafa avy amin'ny velaran'ny laso, izay maneho ny sisin-tany eo anelanelan'ny faritra "vilia" sy "tahon-kazo" ny tsipika mena. Raha ny mason-koditra lehibe no manjaka (Sary (ac)), ny velaran'ny mason-koditra ambonin'ny sisin-tany dia mihoatra ny 85%. Izany dia satria ny fiovan'ny endrika eo amin'ny sisin-tany lava dia mety hisambotra ireo mibontsina ao amin'ny dobo laso, ary ireo mibontsina voafandrika dia mirona hifindra monina miakatra eo ambanin'ny fitaoman'ny fitsokan'ny rano. Raha ny mason-koditra kely no manjaka (Sary (df)), ireo mason-koditra dia mifantoka amin'ny faritra ao anatin'ny 0.5 mm ambanin'ny tsipika sisin-tany. Ny fotoana fampangatsiahana fohy sy ny fihetsehana kely miakatra dia mety ho antony mahatonga izany trangan-javatra izany.

Fehin-kevitra 5

(1) Ny fomba fihozongozonana laser samihafa dia misy fiantraikany miharihary eo amin'ny velaran'ny laso. Ny amplitude sy ny fatran'ny fihozongozonana avo kokoa dia afaka manatsara ny kalitaon'ny velarany, raha toa kosa ny masontsivana fihozongozonana avo loatra dia mety hampitombo ny harafesina sy hiteraka lesoka miendrika concave.

(2) Ny endriky ny laso dia voafaritry ny masontsivana fihozongozonan'ny laser, izay misy fiantraikany amin'ny hafainganam-pandehan'ny laso, ny fizarana angovo, ary ny hafanana miditra manontolo. Miaraka amin'ny fitomboan'ny amplitude oscillation, miova ny endriky ny laso avy amin'ny "goblet" mankany amin'ny "crescent", ary mihena ny tahan'ny lafiny.

(3) Miaraka amin'ny fitomboan'ny amplitude sy ny fatran'ny fihozongozonana, dia mivelatra kokoa ny dobo mitsonika ary miboiboika ny tapany aoriana. Ny fiantraikan'ny fihozongozonana dia mampitombo ny halavan'ny dobo mitsonika, izay mahasoa amin'ny fivoahan'ny miboiboika sy ny fivaingana mitovy. Mandritra ny fametahana tsipika mahitsy, dia miovaova ny velaran'ny fisokafan'ny lavaka fanalahidy; raha lazaina amin'ny ankapobeny, dia azo ahena io fiovaovana io, ka manatsara ny fahamarinan'ny fametahana.

(4) Ny fampitomboana ny amplitude sy ny fatran'ny oscillation dia mampihena ny gradient mafana sy ny tahan'ny fitomboana, izay mahasoa amin'ny fiforonan'ny haben'ny voam-bary lehibe. Na izany aza, ny fiantraikan'ny fikororohana laser dia manampy amin'ny fanatsarana ny haben'ny voam-bary sy ny fanatsarana ny tanjaky ny endriny. Eo ambanin'ny masontsivana laser samihafa, ny hamafin'ny laso dia mijanona ho marin-toerana, ambany kely noho ny an'ny fitaovana fototra, izay mety ho vokatry ny fahaverezan'ny magnesium amin'ny etona.

(5) Ny fitiliana taratra X telo refy dia mampiseho fa ny "soudure" mahitsy dia manana porosity ambony kokoa (2.49%) ary volume pore lehibe kokoa noho ny "soudure" mihodinkodina. Ny fampitomboana ny paramètre oscillation dia afaka mampihena be ny porosity, na dia mahatratra 0.22% aza rehefa 2 mm ny amplitude. Miovaova miaraka amin'ny oscillation ny fizarana ny velaran'ny pore: miangona ao ambadiky ny dobo mitsonika ny pore lehibe, ary ny pore kely dia manana simetria tsara kokoa. Ny pore lehibe dia miparitaka indrindra eo ambonin'ny sisin-tany eo anelanelan'ny faritra "vilia" sy "tahon-kazo", raha ny pore kely kosa dia mifantoka eo ambanin'ny sisin-tany.